Een team van MSU, met internationale en Russische collega's, heeft ontdekt dat het mengen van dendrimeren (boomachtige polymeren) en eiwitten spontane meerlaagse films induceert. Ze worden gemakkelijk gevormd en behouden de activiteit en functie van eiwitenzymen, die hun potentieel als materiaal voor het maken van biosensoren en medische producten bepaalt. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Polymeer .

Polymeren hebben verschillende structuren, composities en eigenschappen. Dendrimeren zijn herhaaldelijk vertakte moleculen met drie chemische groepen bevestigd aan een centrale kern, elk vertakt in groepen met dezelfde structuur. Dit polymeer wordt ontwikkeld via een meertrapssynthese.

Het aantal vertakkingspunten bepaalt het generatienummer van het dendrimeer:​​het polymeer van de eerste generatie heeft één vertakkingspunt, de tweede heeft er twee, de derde heeft er drie, enzovoort. Hoe verder, hoe dichter en bolvormiger de structuur wordt, en zijn fysische en chemische eigenschappen worden vooraf ingesteld door de functionele groepen op de buitenste laag. Dendrimeren kunnen oppervlakteholtes vormen waarin moleculen kunnen worden omhuld, wat onderzoekers interesseert. Echter, MSU-wetenschappers hebben een heel andere toepassing gevonden voor dendrimeren.

"We ontdekten dat bij het mengen van eiwitten met dendrimeren van de vierde generatie, de zelfassemblage van meerlagige nanofilms van 200-700 nm dik vindt plaats. Ze kunnen grenzen aan glazen of plastic oppervlakken, en worden gevormd op het grensvlak tussen vloeistof en lucht, ", zegt onderzoeker Vladimir Muronetz.

Wetenschappers hebben experimenten uitgevoerd met het incorporeren van enzymen in de samenstelling van nanofilms:lysozym, die bacteriële celwanden vernietigt, en verschillende soorten proteïnasen breken eiwitten af. De onderzoekers concludeerden dat in de samenstelling van nanofilms, deze eiwitten kunnen hun activiteit ongeveer twee weken behouden. Dit tweecomponentensysteem is bestand tegen de inwerking van reinigingsmiddelen en veranderingen in de gemiddelde zuurgraad, en is over het algemeen stabiel tijdens opslag. Echter, het belangrijkste voordeel van de geproduceerde films is de eenvoud van hun synthese, die berust op zelfmontage.

"Wij geloven dat eiwit-dendrimeerfilms veelbelovende materialen zijn voor het maken van biosensoren, en kan ook in de geneeskunde worden gebruikt als bioactief verbandmateriaal, " besluit Vladimir Muronetz.